(57)【要約】  【課題】  電線の芯線を端子に超音波溶接する際、溶接チップの後端部による芯線切れを防止するようにした端子付電線の製造方法を提供する。  【解決手段】  露出した芯線３２の基部側を押圧する溶接チップ１３の後端部１３ａと対向する端子２１における電線接続部２２に、溶接チップ１３の押圧面１３ａとの間の間隔を他の部分より広げる方向に凹設した段差部２３を設ける。そして、アンビル１２と溶接チップ１３との間で芯線３２と端子２１の電線接続部２２とを挟み付けて超音波振動を付与するとき、溶接チップ１３の後端部１３ａに押圧される芯線３２を段差部の領域内に逃げさせることで後端部１３ａに対応する境界部分で芯線３２の圧縮を受ける部分と受けない部分との間で急激な変化が生じて芯線３２が切れるのを防止するようにしている。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の素線を撚り合わせた芯線と該芯線の外周を覆う絶縁被覆とからなる電線と、該電線の端末の絶縁被覆を皮剥ぎして露出させた芯線を接続すべき平板状の電線接続部を備えた端子とを溶接チップとアンビルとの間で超音波振動を付加することで接合する端子付電線の製造方法であって、
上記露出した芯線の基部側を押圧する上記溶接チップの後端部と対向する上記端子における電線接続部に溶接チップの押圧面との間の間隔を他の部分より広げる方向に凹設した段差部を設け、
上記アンビルと溶接チップとの間で電線端部の露出された芯線と端子の電線接続部とを挟み付けたとき上記溶接チップの後端部が上記電線接続部の段差部の領域内に対向するようにして超音波振動を付加して接合するようにしたことを特徴とする端子付電線の製造方法。
【請求項２】
上記溶接チップの後端部の角部には面取部が形成されている請求項１に記載の端子付電線の製造方法。
【請求項３】
上記段差部は、上記電線接続部に芯線が接合された状態における接合部の芯線の中心位置と、接合部以外の電線の中心位置とが一致するようにその凹設寸法を設定している請求項１または請求項２に記載の端子付電線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子付電線の製造方法に関し、詳しくは電線の芯線を端子に超音波溶接するに際し、溶接チップの押圧作用による芯線切れを防止するようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数本の素線を撚り合わせた芯線を端子に接合するに際し、超音波溶接を利用したものとして特許文献１に記載のものがある。一般に超音波溶接により芯線と端子とを接合するには、図５（Ａ）に示すように、先ずアンビル１の上面に端子２の平板状をなす電線接続部２ａを載置し、この電線接続部２ａの上面に電線Ｗの端末を皮剥ぎして露出させた芯線Ｗａを載置する。次いで、電線接続部２ａ上の芯線Ｗａを溶接チップ３で押圧してアンビル１との間で芯線Ｗａと端子２とを挟み付けるようにして超音波振動を付加することにより芯線Ｗａを端子２の電線接合部２ａに接合するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２０２６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような超音波溶接による端子２と芯線Ｗａとの接合は、電線接続部２ａ上の芯線Ｗａに対し溶接チップ３により超音波振動を付与することによって芯線Ｗａを構成する複数の素線が摩擦熱のために高温となって軟化変形することによって行われる。その際、超音波溶接による接合をより効果的なものとするためには、超音波振動と共に芯線Ｗａへ付加する溶接チップ３による押圧力を高める必要がある。しかしながら、芯線Ｗａへの押圧力を強くすると、図５（Ｂ）に示すように、特に溶接チップ３における押圧面３ａの後端部３ｂによって押圧を受けない部分と押圧を受ける部分との境界部分に後端部３ｂが食い込むような状態となるため、この部分で芯線Ｗａが切れ易くなるという問題があった。
【０００４】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたもので、端子の電線接続部上における芯線への押圧力を強くしても溶接チップの後端部による芯線の切断が生じることがない端子付電線の製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、複数本の素線を撚り合わせた芯線と該芯線の外周を覆う絶縁被覆とからなる電線と、該電線の端末の絶縁被覆を皮剥ぎして露出させた芯線を接続すべき平板状の電線接続部を備えた端子とを溶接チップとアンビルとの間で超音波振動を付加することで接合する端子付電線の製造方法であって、
上記露出した芯線の基部側を押圧する上記溶接チップの後端部と対向する上記端子における電線接続部に溶接チップの押圧面との間の間隔を他の部分より広げる方向に凹設した段差部を設け、
上記アンビルと溶接チップとの間で電線端部の露出された芯線と端子の電線接続部とを挟み付けたとき上記溶接チップの後端部が上記電線接続部の段差部の領域内に対向するようにして超音波振動を付加して接合するようにしたことを特徴とする端子付電線の製造方法を提供している。
【０００６】
上記構成によれば、溶接チップの後端部に対応する端子の部分が段差部の領域内に対向しているので、溶接チップの後端部に対応する部分は他の部分に比し芯線に対する押圧力が緩和され、溶接チップによる押圧力が作用しない部分との境界部分に溶接チップの後端部が強く食い込むことがない。よって、後端部以外の押圧面による強い押圧力を芯線に付加しつつ後端部による境界部分での芯線の切れを防止できる。
なお、段差部は、例えば電線接続部の他の面から傾斜状のスロープによって下がった後、その位置で水平方向に移行する形状としている。そして、対応する溶接チップの後端部はスロープの途中または一段下がった水平面部分の段差部の領域の任意の範囲内に対応させればよい。
【０００７】
また、上記溶接チップの後端部の角部には面取部を形成するようにしてもよい。このようにすれば、後端部の面取部によって芯線に対する押圧力付加の境界部分において作用する押圧力の変化をより一層緩和することで、芯線の切れ防止をより確実なものとすることができる。なお、面取部としてはＣ面取、Ｒ面取いずれの形状でもその相乗効果を発揮することができる。
【０００８】
また、上記段差部は、上記電線接続部に芯線が接合された状態における接合部の芯線の中心位置と、接合部以外の電線の中心位置とが一致するようにその凹設寸法を設定してもよい。
このような寸法設定によれば、溶接チップとアンビルとの間による押圧力によって芯線が圧縮されるのに伴い、溶接チップ側とアンビル側の芯線の外側部分が中心部に向かって均等に圧縮されるので、一方のみが強い押圧力を受けて芯線が切れ易くなるのを防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上の説明より明らかなように、本発明の端子付電線の製造方法によれば、端子に対する芯線の超音波溶接に際し、その接合を強化するために押圧力を強くしても溶接チップの後端部に対応する境界部分での芯線の切れを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１〜図３は本発明の第1実施形態を示し、超音波溶接機１１を用いて端子２１に電線３１の端末を超音波溶接することで端子付電線を製造する工程を示している。超音波溶接機１１は端子２１を載置するアンビル１２と、このアンビル１２の上方に対向してアンビル１２との間で端子２１と電線３１とを挟みつける溶接チップ１３とからなり、この溶接チップ１３とアンビル１２との間の被加工物に超音波振動を付与することで接合するようにしている。
端子２１に溶接すべき電線３１は、複数本の素線を断面円形に撚り合わせた芯線３２を合成樹脂製の絶縁被覆３３で外装してなり、端末部の絶縁被覆３３を端子への接合に必要な所定長さにわたって皮剥ぎすることで芯線３２を露出させている。
【００１１】
端子２１は、一般の雄または雌端子の他、アース端子等として用いられるものであり、その端部には芯線３２を接合固定すべき電線接続部２２を備えている。電線接続部２２は平板状の底板部２２ａと、この底板部２２ａの両側には垂直上方に立ち上げて延出した側壁部２２ｂを備えている。この電線接続部２２は、図２に示すように、溶接チップ１３により押圧されるべき領域より長さ方向に広い範囲にわたって設けられ、端子２１をアンビル１２上の所定位置に載置して位置決めした状態で、溶接チップ１３の後端部１３ａに対向する位置に溶接チップ１３の押圧面１３ｂとの間隔Ｘを他の部分より広げて間隔Ｘ＋ａとする方向、即ち下方に窪んだ段差部２３を凹設している。この段差部２３は、電線接続部２２上の芯線３２を溶接チップ１３で押圧する際、芯線３２の基部側を押圧する後端部１３ａに対応する位置では芯線３２を段差部２３へ逃がすことで後端部１３ａによる局部的な押圧力を緩和するようにしている。段差部２３の形状は、例えば電線接続部２２の基準面から傾斜状に下がるスロープ２３ａと、このスロープ２３ａによって下がった後、その位置で水平方向に後端部まで移行する水平移行部２３ｂとからなる形状としている。
【００１２】
一方、アンビル１２は、端子２１を載置して位置決めする位置に電線接続部２２を受け入れ可能な位置決め凹部１４を形成している。この位置決め凹部１４は端子２１の電線接続部２２の底板部２２ａおよび側壁部２２ｂを嵌合保持する底面部１４ａおよび側面部１４ｂを備えると共に、段差部２３に対応する段差形状の段差受部１４ｃを備え、端子２１の電線接続部２２全体を受けて位置決め固定できるようになっている。これにより、溶接チップ１３の後端部１３ａに対応するアンビル１２の位置決め凹部１４は、基準の位置決め底面部１４ａより下がった段差受部１４ｃに対向位置するようになっている。
溶接チップ１３の押圧面１３ｂは、電線３１の長さ方向に対応する長さがアンビル１２上に位置決めされる端子２１の電線接続部２２において底板部２２ａの基準面から段差部２３の途中に至る長さ寸法とされ、幅寸法は端子２１の側壁部２２ｂの内面間に挿入可能な寸法とされている。
【００１３】
次に、超音波溶接機１１を用いて端子付電線を製造する工程について説明する。
先ず、図１（Ａ）に示すように、アンビル１２の位置決め凹部１４に電線接続部２２を嵌合させるようにして端子２１を位置決め載置する。この状態で、端子２１の段差部２３はアンビル１２の段差受部１４ｃに対応して底板部２２ａの基準面より所要寸法下方へ下がった状態となっている。次いで、端末部の絶縁被覆３３を皮剥ぎした電線３１の芯線３２を端子２１の電線接続部２２内に挿入して位置決めする。この状態において芯線３２は端子２１の底板部２２ａから段差部２３を超えて端子２１の後端部より若干突出する長さに渉って位置しており、この長さに相当する分の絶縁被覆３３が皮剥ぎされている。
【００１４】
次いで、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、アンビル１２に対し溶接チップ１３を相対的に下降させて、両者間で端子２１の電線接続部２２と芯線３２とを挟み込むようにし、この状態で加圧しながら芯線３２および端子２１に超音波振動を与える。これに伴い、芯線３２は溶接チップ１３との間の摩擦熱によって次第に温度上昇して軟化すると共に、溶接チップ１３による押圧力の作用によって芯線３２は圧縮状態とされ、この状態が芯線３２の全体に広がってついには隣接する芯線３２同士および電線接続部２２の内面との間で接合される。
【００１５】
上記の接合工程において、芯線３２は溶接チップ１３によって超音波振動が与えられながら押圧されて軟化圧縮されるが、後端部１３ａに対応する位置では芯線３２の対応部分が段差部２３側に押し込まれるため、後端部１３ａを境界として溶接チップ１３の圧縮を受ける部分と受けない部分との間の局部的な押圧力の変化が緩和される。この結果、後端部１３ａ付近での芯線３２が切れやすくなるという従来の不具合を防止することができる。
【００１６】
図４は第２実施形態を示し、電線接続部２２における段差部２３の深さを所定深さに特定している。なお、各構成部分の符号は第１実施形態と同様のため同一符号を付する。即ち、電線接続部２２の基準面において溶接チップ１３により、芯線３２が超音波振動を付与されながら圧縮接合されたときの押圧面１３ｂと底板部２２ａの内面との間の中心線Ｃ１と、端子２１に接続される電線３１の圧縮を受けない部分の中心線Ｃ２とが一致するように段差部２３の深さＹを設定している。
このようにすれば、溶接チップ１３の後端部１３ａによって圧縮される芯線３２の圧縮を受ける部分と受けない部分との境界部では、芯線３２が上下両方向に均一に逃げることができるため、上下の領域で偏った圧縮力を受けることがなく芯線３２の切れ防止効果を一層効果的にすることができる。
また、溶接チップ１３の後端部１３ａには、図４（Ｂ）に示すように、Ｒ面の面取り部４１を幅方向全域に形成している。この面取り部４１がなければ後端部１３ａのエッジが芯線３２に食い込んで芯線３２の表面部分が傷ついて切れ易くなるが、面取り部４１によって極端な食い込みがなくなるので、芯線３２の表面部における切れも防止することができる。なお、面取り部４１としてＲ面取りを採用した例を示したが、Ｃ面取りでも同様の効果を奏することができる。また、この面取り部４１は段差部２３の深さを第２実施形態のように特定しない第１実施形態に適用することもできる。
【００１７】
なお、上記実施形態では、端子の電線接続部として側壁部を有する断面凹状のものを示したが、底板部のみからなるものであってもよい。この場合、溶接チップの押圧面の長さ方向に芯線を受け入れ可能な凹溝部を備えたものを使用してもよい。また、上記実施形態では、溶接チップの後端部の位置を段差部におけるスロープの途中位置に対応した例を図示したが、後端部に対応させる位置は段差部の範囲内であればスロープより先の水平移行部であってもよく、その位置を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の端子付電線の製造方法の各工程を示し、（Ａ）はアンビル上に端子および芯線を配置した状態の断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】電線を省略した要部の拡大断面図である。
【図３】（Ａ）は溶接チップとアンビルとの間で端子および芯線を挟み込んだ状態を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は第２実施形態を示す断面図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）は従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１２  アンビル
１３  溶接チップ
１３ａ  後端部
１３b  押圧面
２１  端子
２２  電線接続部
２３  段差部
３１  電線
３２  芯線
３３  絶縁被覆
４１  面取り部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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